ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ - Закономірності зміни складу мінералів з докембрійських порід Українського щита

Актуальність теми. Сучасна наука не має технічних засобів для штучного відтворення геологічних процесів, оскільки їх тривалість і обсяги надзвичайно великі. Із-за неможливості безпосередньої експериментальної перевірки, особливу роль у геології відіграють моделі, правильність яких визначається здатністю описувати геологічні події та явища. Основу моделей становлять закономірності і аксіоми, що й визначає їх фундаментальне місце у геології.

Зміни складу мінерального індивиду і мінерального виду як природних об'єктів мінералогії, на думку Д. П. Григорьєва, є основоположними чинниками геологічних подій, тому виявлення відповідних закономірностей є вельми важливим. Подібність змін в мінералах із різних типів порід (за складом, різної стратиграфічної позиції, різного віку тощо) означає, що поряд із зовнішніми, існують внутрішні причини змін, які пов'язані між собою. Це треба враховувати при з'ясуванні генезису, особливо, мінералів із найдавніших докембрійських утворень. Нині в геології накопичено великий обсяг даних про гетерогенний склад мінералів, які свідчать про закономірність змін, але кількісного методу для оцінки динаміки зміни складу не існує.

Отже, актуальність цього дослідження визначається фундаментальністю проблеми зміни складу мінералів в геології, в тому числі складу мінералів із докембрійських порід, відсутністю кількісних законів і методів оцінки макро - і мікрозміни хімічного складу мінеральної речовини.

Представлена дисертація - праця мінералогічного напряму, присвячена з'ясуванню закономірностей зміни складу породоутворювальних (олівіни, гранати, піроксени, амфіболи, слюди) та акцесорних (циркон, монацит) мінералів на основі експериментальних даних, отриманих комплексом фізико-хімічних методів.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконана протягом 1986-2005 р. р. за науковими темами: "Фазы минерализации и закономерности металлоносности осадочно-вулканогенных формаций центральной части Украинского щита", 1985-1990 р. р. (ДР № 0183007753) ІГФМ АН УРСР; "Геохронологія і ізотопна геохімія грануліт-гнейсових і граніт-зеленокам'яних комплексів Українського щита", 1985-1990 р. р. (ДР № 01860022365) ІГФМ АН УРСР; "Геохронологія та ізотопна геохімія мафітів Українського щита", 1991-1995 р. р. (ДР № UА01002293Р) ІГМР НАН України; "Мінералогія лужних порід", 1991-1995 р. р. (ДР № UА01002299Р) ІГМР НАН України; "Взаємозв'язок атомно-молекулярної архітектури, електронної будови і функціональної поведінки фізичних нелінійних структур", 2003-2005 р. р (Тема № 6) Технічний Центр НАН України; "Дослідження впливу внутрішньої та зовнішньої радіації на конституцію природних об'єктів", 2004-2005 р. р. (№59а-ф5/к147) Національний авіаційний університет МОН України. В зазначених темах автор була відповідальним виконавцем або виконавцем розділів, повязаних із розробкою і застосуванням електронно-зондового методу, виявленням закономірностей зміни складу мінералів.

Мета дослідження. Виявити закономірності зміни хімічного складу мінералів на мікро - і макрорівні та з'ясувати їх природу.

Задачі дослідження:

    1. Вдосконалити електронно-зондовий метод для створення нових можливостей мікроаналізу мінералів. 2. Знайти спосіб зображення інформації для переходу від якісної до кількісної характеристики зміни складу мінералів. 3. Виявити особливості зміни складу мінералів із різних за складом і генезисом порід. 4. Використати динамічні характеристики складу мінералів для виявлення особливостей метаморфічних мінералів та фаціального розчленування порід за їх параметрами. 5. Виявити особливості прояву мікрогетерогенності породоутворювальних та акцесорних мінералів із докембрійських порід Українського щита (УЩ). 6. З'ясувати ознаки внутрішнього перетворення мінералів та їх природу. 7. Оцінити дію зовнішньої та внутрішньої радіації на конституцію породоутворювальних та акцесорних мінералів.

Об'єкти дослідження: хімічний склад і гетерогенність складу мінералів, що виявляється на різних рівнях - від елементів анатомії мінералів, мінеральних індивидів до мінеральних агрегатів, порід, руд тощо; склад мінералів залежно від РТ-умов; радіаційна дія на мінерали; явище метаміктності.

Предмет дослідження - закономірності зміни складу породоутворювальних і акцесорних мінералів із докембрійських порід Середньопридніпровського, Приазовського і Дністерсько-Бузького мегаблоків Українського щита та інших регіонів.

Методи дослідження: електронно-зондовий мікроаналіз, хімічний аналіз, електронна мікроскопія, фотоелектронна спектроскопія, фотолюмінесцентний метод, інфра-червона спектроскопія (ІЧС), методи електронного парамагнітного резонансу (ЕПР) та ядерної гама-резонансної спектроскопії (ЯГРС).

Фактичний матеріал. В основу роботи покладено результати визначення складу породоутворювальних і акцесорних мінералів, отримані різними методами, комп'ютерна обробка результатів, особисті спостереження і напрацювання автора.

Наукова новизна отриманих результатів полягає в тому, що було вперше:

    1. Відкрито існування закономірної зміни вмісту певних компонентів мінералів, що проявляється на рівні елементів анатомії мінералів, мінеральних індивидів, генерацій мінералу, мінерального виду тощо. 2. Запропоновано кількісно оцінювати зміни складу мінералів (метод динамічних зв'язків) за допомогою лінійної апроксимаційної залежності y=ax+b (R2), де x та y - вміст компонентів мінерала, а R2 - коефіцієнт кореляції лінійної апроксимації. Параметри залежностей відображають ступінь зміни складу мінеральних індивидів і характеризують особливості генезису мінерального виду. 3. Встановлено лінійні зв'язки між вмістом певних компонентів у мінералах внаслідок зміни (експеримент) фізико-хімічних параметрів (тиску, температури, фугітивності). 4. Запропоновано фаціальне розчленування порід на основі параметрів лінійного зв'язку між компонентами складу амфіболів. 5. Виконано порівняння метаморфічних порід і гранітоїдів Приазовського, Дністерсько-Бузького і Середньопридніпровського мегаблоків УЩ на основі аналізу параметрів лінійних рівнянь, отриманих за складом мінералів. 6. На локальному рівні схарактеризовано результати дії опромінення на склад амфіболів. 7. Висунуто припущення про утворення і нагромадження фуллеренів у мінералах, як причину метаміктності.

Теоретичне значення отриманих результатів визначається встановленням існування закономірної зміни складу мінералів, переходом від якісної до кількісної характеристики зміни складу мінералів, з'ясуванням ролі зовнішніх і внутрішніх чинників еволюції мінералів.

Практичне значення отриманих результатів визначається: розробкою методу динамічних зв'язків, який може бути використаний для кількісної оцінки зміни хімічного складу будь яких мінералів; способом фаціального розчленування порід на основі параметрів лінійного зв'язку між оксидами Si і Al в амфіболах; розробленими способами та методиками електронно-зондового мікроаналізу мінералів ("Спосіб обробки кристалів" - авторське свідоцтво, "Спосіб електронно-зондового визначення вмісту різних іонів перехідного елементу" - патент України, "Спосіб квантометричного електронно-зондового мікроаналізу амфіболів").

Особистий внесок здобувача. Дисертація містить результати досліджень, виконаних безпосередньо автором. Авторові належить вибір об'єктів і комплексу методів досліджень, постановка задач дослідження і узагальнення результатів, отриманих автором та виконаної обробки літературних даних. Матеріали дисертації не містять ідей і розробок співавторів публікацій, а також матеріалів кандидатської дисертації.

Апробація результатів дисертації. Результати роботи доповідалися на: Всесоюзной школе-семинаре "Методы изотопной геологии", Звенигород, 1987; XV Всесоюзном совещании по рентгеновским исследованиям, Ленинград, 1988; Всесоюзном петрологическом совещании, 1988, Ленинград; I Всесоюзной школе-семинаре "Микрозонд и прогресс в геологии", Суздаль, 1989; Всесоюзном совещании (XXIV сессия) "Изотопное датирование эндогенных рудных формаций", Киев, 1990; ХI Conference of Analytical Atomic Spectroscopy (CANAS) USSR, 1990; Всесоюзной школе-семинаре "Методы изотопной геологии" Звенигород, 1991; III Symposium of Mineralogy, Baia Mare, 1995; З'їзді УМТ, Київ, 2001; IV Всероссийской конференции по рентгеноспектральному анализу. Иркутск, 2002; IX International Confer. "Mosssbauer spectroscopy and its applications", Ekaterinburg, Russia, 2004; 16 Міжнародній конференції з фізики радіаційних явищ та радіаційного матеріалознавства. Алушта, 2004; Міжнародній конференції "Наноструктури та системи" (НАНСИС-2004), Київ, 2004; V Международном симпозиуме "Минералогические музеи", Санкт-Петербург, Россия, 2005; Міжнародній науковій конференції, присвяченій 100-річчю з дня народження академіка НАН України М. П. Семененка "Геохімія і рудоутворення", Київ, 2005, V і VI міжнародних наукових конференціях студентів та вчених "Політ", Київ, квітень 2005, 2006.

Публікації. За темою дисертації опубліковано 51 працю, в тому числі: 1 монографію, 31 статтю у фахових виданнях ВАК, 17 тез і матеріалів конференцій. Отримано 1 патент України та 1 авторське свідоцтво на винахід.

Структура та обсяг дисертаційної роботи. Дисертація складається із вступу, 6 розділів, висновків, списку використаних джерел із 214 найменувань на 20 стор. і додатку. Загальний обсяг дисертації складає 675 стор. і містить 57 таблиць, 85 рисунків; з них у додатку, розміщенному на 318 стор., - 44 таблиці і 46 рисунків.

Автор висловлює щиру подяку науковому консультанту професору В. І. Павлишину за плідні консультації і безпосередню участь у з'ясуванні природи встановлених закономірностей.

Автор глибоко вдячна за допомогу в розробці фізичних моделей і методик завідувачу кафедри прикладної фізики Національного авіаційного університету, професору, доктору фіз.-мат. наук, академіку НАН України А. П. Шпаку, директору Технічного центру Г. Г. Влайкову та співробітникам кафедри Н. М. Андріяновій, В. В. Філіппських за безпосередню технічну допомогу.

Вважаю своїм обов'язком подякувати директору ІГМР НАН України, академіку НАН України М. П. Щербаку за прискіпливе ставлення до напряму і результатів досліджень та спрямування їх на генетичні задачі.

Автор завдячує доктору фіз.-мат. наук СВ РАН Ю. Г. Лаврентьєву, доктору фіз.-мат. наук А. С. Литовченку, доктору геол.-мін. наук, чл.-кореспонденту НАН України О. М. Пономаренку, докторам геол.-мін. наук Г. В. Артеменку, Д. К. Возняку, В. М. Загнітку, В. М. Квасниці, С. Г. Кривдіку, А. М. Таращану, М. М. Тарану, канд. технічних наук В. Г. Войткевич, кандидатам геол.-мін. наук Ю. А. Галабурді, В. П. Іваницькому, В. М. Крочуку, А. О. Кульчицькій, І. М. Лісній, Т. М. Лупашко, В. С. Мельникову, Е. О. Нікуліній, В. О. Стульчикову, науковим співробітникам І. М. Бондаренку, К. О. Ільченко, мол. наук. співробітнику Технічного центру В. Б. Соболєву. Щира подяка всім, хто своєю позитивною критикою, науковими дослідженнями та спільною роботою сприяв подоланню стереотипів, отриманню інформації про мікроявища в мінералах та усвідомленню механізму їх дії. Користуючись нагодою, хочу вшанувати пам'ять Вчителів - академіків АН УРСР М. П. Семененка, О. С. Поваренних, Є. К. Лазаренка, професорів І. Б. Щербакова, О. І Слензака, ст. наук. співробітників М. С. Стеценка, В. Л. Бойка, В. С. Монахова, з якими автору пощастило працювати і спілкуватися.

ЗМІСТ РОБОТИ

Похожие статьи




ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ - Закономірності зміни складу мінералів з докембрійських порід Українського щита

Предыдущая | Следующая